Nền tảng canh tác thông minh nâng cao năng suất cây trồng
Hệ thống canh tác thông minh đã tạo ra những cây lúa mì và lúa phát triển cao hơn với những chiếc lá to hơn so với các phương pháp khác với lượng nitơ chảy ra ít hơn.
Một hệ thống canh tác mới được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Texas ở Austin nhằm giải quyết một trong những vấn đề lớn nhất của nền nông nghiệp hiện đại, đó là việc lạm dụng phân bón để cải thiện năng suất cây trồng và hậu quả là dòng hóa chất này gây ô nhiễm không khí và nước trên thế giới.
Hệ thống canh tác thông minh sử dụng hydrogel làm từ đồng để thu giữ chất thải nitrat dư thừa từ phân bón chảy ra và biến nó thành amoniac - một nguyên tố quan trọng trong phân bón - sau đó có thể được tái sử dụng. Trong các thử nghiệm, hệ thống này tăng năng suất cây trồng so với các phương pháp truyền thống đồng thời giảm thiểu tác động đến môi trường.
Giáo sư Guihua Yu cho biết: “Chúng tôi đã thiết kế hệ thống này và cho thấy rằng nó có thể trồng nhiều loại cây trồng mà không sử dụng quá nhiều nitơ, vốn có thể gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và dẫn đến khí nhà kính có hại”.
Nghiên cứu được công bố trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, cho thấy màng gel gốc đồng không chỉ tạo ra amoniac từ chất thải nitrat mà còn cảm nhận được hàm lượng nitơ trong đất. Khả năng phát hiện này giúp xác định thời điểm tối ưu để thoát nitrat, một hợp chất nitơ quan trọng cho sự phát triển của thực vật nhưng có thể là chất gây ô nhiễm, từ đất để chuyển thành amoniac, ngăn không cho nó thoát ra ngoài và làm ô nhiễm môi trường xung quanh.
Là một phần của dự án, các nhà nghiên cứu đã làm việc với các chuyên gia nông nghiệp để so sánh phương pháp của họ với các phương pháp canh tác truyền thống. Hệ thống canh tác thông minh đã tạo ra những cây lúa mì và lúa phát triển cao hơn với những chiếc lá to hơn so với các phương pháp khác với lượng nitơ chảy ra ít hơn.
Ngoài các tác động đến môi trường, việc sử dụng quá nhiều phân đạm cũng có thể kìm hãm sự phát triển của cây trồng, không đạt được mục đích tăng năng suất. Bằng cách đồng thời sản xuất amoniac và theo dõi mức độ nitơ, công nghệ mới này cải thiện sự phát triển của cây trồng bằng cách giúp cây trồng hấp thụ và sử dụng nitơ hiệu quả hơn.
Các nhà lãnh đạo thế giới đang nỗ lực để sản xuất đủ lương thực cho dân số toàn cầu dự kiến sẽ tăng hơn 2 tỷ người vào năm 2050 với quỹ đất eo hẹp và nhu cầu giảm thiểu khí thải độc hại.
Nông nghiệp không phải là ngành duy nhất tạo ra ô nhiễm nitơ đáng kể. Nước thải công nghiệp và đô thị thường có hàm lượng nitrat cao do sản xuất đồ điện tử, chế biến thực phẩm, sản xuất dệt may, v.v.
Yu nói: “Chúng ta cần nuôi sống dân số ngày càng tăng, nhưng cũng cần bảo vệ nguồn nước và không khí. Tìm cách thu giữ và tái chế nước thải nặng nitrat có thể mang lại lợi ích to lớn trên diện rộng”.
Nghiên cứu được xây dựng dựa trên những đột phá nông nghiệp trước đây của Yu và nhóm của ông, bao gồm việc tạo ra đất tự tưới và giải pháp sáng tạo để sản xuất urê, một thành phần quan trọng khác trong phân bón. Bước tiếp theo của các nhà nghiên cứu sẽ là đưa trí tuệ nhân tạo vào nền tảng canh tác này. Bằng cách đó, họ nhằm mục đích mở rộng phạm vi các loại cây trồng mà họ có thể nghiên cứu và tiếp tục mở rộng quy mô bón phân.
Lê Hồng Vân (Theo sciencedaily)
Nguồn: Mard.gov.vn - https://www.mard.gov.vn/Pages/nen-tang-canh-tac-thong-minh-nang-cao-nang-suat-cay-trong-giam-thieu-o-nhiem.aspx
